原子核モデル

大部分は空洞

• 原子がスタジアムほどの大きさであれば、その原子核は中央にある豆のような大きさです。
• 原子のほとんどは虚空で、これは賢明な実験によって証明された驚くべき事実です。
• 原子の核モデルを構築してみましょう。

核を持つ原子

• 原子には微小な中央の原子核（正）があり、その周囲を電子（負）が動いています。
• 原子全体は電気的に中性であり、正の電荷と負の電荷の量が等しいです。
• 質量のほとんどは原子核にあり、原子に比べて非常に小さいです。
• 電子を失うと陽イオンになり、電子を得ると陰イオンになります。

原子力発電所; 大きな塔から廃熱が蒸気として放出されている

アルファ散乱実験

• 高速で正のアルファ粒子 α が極めて薄い金箔に撃たれました。
• 大部分がそのまま通過した → 原子はほとんど虚空である。
• 一部が方向を変えた → 原子核は正の電荷を持っている（アルファ粒子を反発するため）。
• ごく少数が跳ね返った → 原子核は微小で高密度、かつ重い。

原子核の中身

• 原子核は核子で構成されており、陽子（電荷 $+1$）と中性子（電荷 $0$）があります。
• 陽子数 $Z$ = 陽子の数、核子数 $A$ = 陽子数 ＋ 中性子数。
• よって、中性子の数は $A - Z$ です。
• 原子核を $^{A}_{Z}\text{X}$ で表します。例えば、$^{14}_{\ 6}\text{C}$ は $6$ 個の陽子と $14 - 6 = 8$ 個の中性子を持ちます。

原子の核モデル

同位体

• 同位体とは、同じ元素（同じ$Z$）の原子で、中性子の数が異なる（異なる$A$）ものです。
• 化学的性質は同じですが、原子核内では異なる振る舞いをします。
• 例：$^{12}_{\ 6}\text{C}$と$^{14}_{\ 6}\text{C}$はどちらも炭素です。

同位体は陽子の数は同じですが中性子の数が異なり、質量が異なる同一の元素です

理解できましたか